Smarte Lösungen für die resiliente Wiederbewaldung zur Sicherung essentieller Ökosystemleistungen im Klimawandel (SmartReForest)
Intakte Waldökosysteme sind für die Biodiversität, die Wasserversorgung und den Klimaschutz unverzichtbar. Jedoch führen der Klimawandel, Witterungsextreme und Schädlinge zunehmend zu Kalamitäten in Bayern, die die Bereitstellung wichtiger Ökosystemleistungen gefährden. Die Wiederbewaldung bestehender und zusätzlich erwarteter Schadflächen stellt eine große Herausforderung dar, da Unsicherheiten über betroffene Flächen, geeignete Wiederbewaldungsstrategien und die Ökosystemleistungen der wiederhergestellen Wälder bestehen.
SmartReForest adressiert diese Herausforderungen und entwickelt ein wissenschaftlich fundiertes und praxistaugliches Konzept zur klimaresilienten Wiederbewaldung, indem moderne Technologien wie Vegetationsmodellierung und künstliche Intelligenz mit ökophysiologischer und forstwissenschaftlicher Expertise in drei Teilprojekten kombiniert werden.
Das Projekt wird von der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) im Rahmen des bayerischen Klimaforschungsnetzwerks bayklif2 durchgeführt. Damit ist die HSWT die einzige Hochschule für angewandte Wissenschaften, die nach der intensiven Beteiligung mit drei Projekten im ersten Förderprogramm bayklif (siehe Kapitel „Hintergrund“) zwischen 2018 und 2023 nun auch im Förderprogramm bayklif2 neben einigen Universitäten mit im Boot ist. Die in bayklif1 von HSWT-Professuren bearbeiteten Projekte waren:
- Höhengrenzen von Baumarten selbst erkunden (BAYSICS, Teilprojekt 6)
- Auswirkungen des Klimawandels auf Artenvielfalt und Ökosystemleistungen in naturnahen, agrarischen und urbanen Landschaften und Strategien zum Management des Klimawandels (LandKlif, Verbundprojekt)
- Hysterese-Effekte in Bayerischen Buchenwald-Ökosystemen durch Klimaextreme (HyBBEx)
Vorgehensweise und Teilprojekte SmartReForest
Teilprojekt 1 identifiziert und priorisiert Flächen mit Aufforstungsbedarf. Mit Hilfe von multispektralen Satellitendaten, KI-gestützter Bildverarbeitung und Zeitreihenmodellen werden Hochrisikogebiete identifiziert und ihr Potenzial für eine nachhaltige Aufforstung unter Berücksichtigung ökologischer Aspekte wie Habitatvernetzung bewertet. Die Integration von Klimawandelszenarien ermöglicht zudem die Prognose zukünftig relevanter Flächen.
Teilprojekt 2 entwickelt Strategien für multifunktionale, klimaresiliente Aufforstungen und langfristige Bewirtschaftung der aufgeforsteten Wälder. Mit Hilfe des Vegetationsmodells LPJ-GUESS werden verschiedene Aufforstungs- und Bewirtschaftungsszenarien unter variierenden Klimabedingungen simuliert. Der Fokus liegt dabei auf Biodiversität und Wasserhaushalt unter verschiedenen waldbaulichen Optionen. Zusätzlich wird die Notfall-Bewässerung als Schlüsselfaktor für den Anwuchserfolg der Jungpflanzen modelliert, um nachhaltige, wassereffiziente Lösungen zu entwickeln.
Teilprojekt 3 beschäftigt sich mit der Erfolgssicherung von Aufforstungsmaßnahmen. Hier werden KI-gestützte Monitoring- und Bewässerungssysteme entwickelt, die auf Fernerkundung und ökophysiologischen Messungen basieren. Ziel ist die Früherkennung von Trockenstress und die gezielte und effiziente Wasserversorgung, um das Überleben der Jungpflanzen zu sichern, Verwöhneffekte zu vermeiden und Wasserressourcen zu schonen.
Durch die enge Verzahnung aller Teilprojekte entsteht ein datenbasiertes Entscheidungsunterstützungssystem, das Flächenpriorisierung, optimierte Aufforstungsstrategien und adaptive Bewirtschaftungsmethoden integriert. Damit leistet SmartReForest einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Aufforstung und langfristigen Sicherung der Waldökosysteme und deren essentieller Ökosystemleistungen in Bayern.
Hintergrund zum Förderprogramm bayklif2
Bayern setzt ein starkes Zeichen für den Klimaschutz und die wissenschaftliche Exzellenz im Freistaat: Nach dem erfolgreichen Abschluss des Bayerischen Klimaforschungsnetzwerks bayklif im Dezember 2023 startet das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft und Kunst ab Januar 2026 ein neues, zukunftsweisendes Programm zur Klimafolgenforschung – bayklif2 – mit einer fünfjährigen Förderphase. Damit führt Bayern seine Strategie fort, wissenschaftliche Exzellenz mit gesellschaftlicher Relevanz zu verbinden. Das Programm bündelt die Kräfte unterschiedlicher Disziplinen und fördert interdisziplinäre Forschung, um die komplexen Auswirkungen des Klimawandels umfassend zu verstehen und nachhaltige Lösungen zu entwickeln.
Im Zentrum der neuen Förderphase stehen die Bereiche Gesundheit, Ernährung, Wasser und Biodiversität – Themen, in denen die Folgen des Klimawandels besonders sichtbar und spürbar werden. Die geförderten Forscherinnen und Forscher sollen nicht nur wissenschaftliche Erkenntnisse hervorbringen, sondern auch konkrete Beiträge zur Bewältigung von Klimafolgen leisten und gesellschaftlich relevante Strategien aufzeigen.
Ein besonderer Schwerpunkt von bayklif2 liegt auf dem Einsatz künstlicher Intelligenz (KI). Durch modernste digitale Technologien eröffnen sich völlig neue Wege der Analyse und Modellierung: KI ermöglicht es, riesige Datenmengen präzise auszuwerten, komplexe Klimaprozesse besser zu verstehen und adaptive Handlungskonzepte zu entwickeln. Damit wird bayklif2 zu einem Schrittmacher innovativer Forschungsansätze in der Klimawissenschaft.
Mit seinem klaren Fokus auf wissenschaftliche Innovation und technologische Exzellenz fügt sich bayklif2 nahtlos in die Hightech Agenda Bayern ein – das ambitionierte Zukunftsprogramm der bayerischen Staatsregierung, das Wissenschaft, Digitalisierung und Technologie gezielt stärkt, um Bayern als internationalen Innovationsstandort weiter auszubauen.
Zugleich setzt bayklif2 auf enge Vernetzung zwischen Wissenschaft, Politik, Wirtschaft und Gesellschaft mit dem Ziel, wissenschaftliche Erkenntnisse in praxisnahe Handlungsempfehlungen zu übersetzen und damit zu einer nachhaltigen, resilienten und lebenswerten Zukunft im Freistaat Bayern beizutragen.
